Biologie buňky chemické složení

chemické složení buňky makrobiogenní prvky C, H, O, N, P, S anorganické sloučeniny voda 60 – 90 % buňky reakční prostředí polární → vodíkové můstky, hydrofilní a hydrofóbní m. rozpouštědlo, transport látek CO2, soli (vnitřní kostra)

organické molekuly uhlík – řetězce a cykly cukry, tuky, bílkoviny, NK sacharidy (CH2O)n mono- → di- → oligo- → polysacharid rychlý zdroj energie (glukóza) zásobní funkce (škrob, glykogen) stavební funkce (chitin, celulóza)

sacharidy glykoproteiny = bílkovina + cukr monosacharidy glukóza, fruktóza, galaktóza ribóza, deoxyribóza disacharidy sacharóza (řepný / třtinový cukr) – glukóza + fruktóza maltóza (sladový cukr) – glukóza + glukóza laktóza (mléko) – glukóza + galaktóza polysacharidy škrob, glykogen, celulóza, chitin glykoproteiny = bílkovina + cukr v buněčných membránách – antigeny

lipidy estery vyšších mastných kyselin a glycerolů hydrofóbní řetězec + karboxylová skupina nasycené a nenasycené MK zásobní funkce (triacylglycerol) pomalý zdroj energie mechanická ochrana, termoizolace stavba membrán – fosfolipidy jednoduché: tuky a oleje, vosky složené: fosfolipidy, glykolipidy, lipoproteiny

fosfolipidy 2 řetězce MK + glycerol + fosfát + cholin → hydrofóbní a hydrofilní konec → membrány (dvojvrstva)

proteiny stavební látky, katalizátory (enzymy), transport (hemoglobin), obranné látky (imunoglobuliny, fibrinogen), řízení organismu (hormony), zdroj energie (!), … řetězec aminokyselin (peptidová vazba) karboxylová a aminoskupina 21 typů (L orientace) nabité a nenabité polární (hydrofilní) a nepolární (hydrofobní) esenciální: isoleucin, leucin, lysin, methionin, fenylalanin, threonin, tryptofan, valin peptidová vazba

záporně nabité kladně nabité nenabité polární nepolární proteiny

proteiny stavba primární = posloupnost AK → nekovalentní vazby C N proteiny stavba primární = posloupnost AK → nekovalentní vazby (iontové, vodíkové m., van der Waalsovy síly) → skládání → kompaktní konformace sekundární β-list (paralelní, antiparalelní) α-šroubovice (3,6 AK = závit, pravotočivá) terciérní = domény kvartérní = podjednotky → globulární, vláknité

proteiny jednoduché bílkoviny: složené bílkoviny: aktin, myozin (ve svalech) elastin (pružnost pojiv) kolagen (v kostech, kůži, šlachách) keratin (vlasy, nehty, peří, srst) fibrin, fibrinogen (srážení krve) albumin, globulin (v mléce a vejcích) histony – v jádrech složené bílkoviny: lipoproteiny glykoproteiny chromoproteiny – hemoglobin, myoglobin (ve svalech), hemocyanin

nukleové kyseliny uchování a přenos genetické informace dva typy: DNA, RNA DNA v jádře a v plastidech a mitochondriích teorie endosymbiózy RNA v jádře i v cytoplazmě (přesouvá se) + ribozomy

nukleové kyseliny složení: cukr + fosfát + dusíkaté báze nukleosid = nukleotid nukleosid = cukr + báze

nukleové kyseliny fosfát = kyselá část cukr = sacharidová část esterovou vazbou na 5´ uhlík cukru cukr = sacharidová část pentóza 2-deoxy-D-ribóza D-ribóza

nukleové kyseliny dusíkatá báze = bazická část deriváty purinu nebo pyrimidinu N-glykosidová vazba na 1´uhlík cukru purinové: v DNA: A, G, C, T v RNA: A, G, C, U adenin (A) guanin (G) pyrimidinové: uracil (U) cytosin (C) thymin (T)

nukleové kyseliny stavba primární stavba = pořadí nukleotidů v řetězci 5’konec stavba primární stavba = pořadí nukleotidů v řetězci → polynukleotidový řetězec fosfodiesterová vazba: fosfát na 5´ uhlíku a –OH skupina na 3´ uhlíku předchozího nukleotidu → dva konce řetězce: 5´ a 3´ sekundární stavba = uspořádání řetězce v prostoru → šroubovice 3‘ 5‘ 3’konec

nukleové kyseliny sekundární stavba DNA: dvoušroubovice 3‘ 5‘ nukleové kyseliny sekundární stavba DNA: dvoušroubovice spojená vodíkovými můstky → párování bazí ADENIN THYMIN 2 můstky CYTOSIN GUANIN 3 můstky = komplementarita bází → řetězce jsou komplementární a antiparalelní 5‘ 3‘ RNA DNA

nukleové kyseliny sekundární stavba – DNA různé konformace velký žlábek malý žlábek sekundární stavba – DNA různé konformace pravotočivá B–DNA, A–DNA levotočivá Z–DNA velký a malý žlábek vazba dalších molekul

nukleové kyseliny sekundární stavba RNA: jednořetězcová, různě smotaná → typy RNA (podle fce) ADENIN URACIL 2 můstky CYTOSIN GUANIN 3 můstky

nukleové kyseliny typy RNA mRNA (mediátorová) tRNA (transferová) přenos gen. info z DNA do proteinů vznik v jádře jadernými póry do cytoplazmy tRNA (transferová) váže aminokyseliny v cytoplazmě páruje se s mRNA → řetězec aminokyselin = bílkovina

nukleové kyseliny typy RNA tRNA rRNA (ribozomální) trojlístek (sek. struktura) rRNA (ribozomální) součástí ribozomů velká a malá podjednotka vazba mRNA a vznik bílkovin 16S rRNA – základ dnešních systémů

nukleové kyseliny typy RNA hnRNA (heterogenous nuclear) pre-mRNA původní transkript z DNA pre-mRNA ne vše z DNA se překládá do bílkovin introny a exony snRNA (small nuclear) úprava na finální mRNA čepička (methylguanosin, 5´), poly-A konec (3´), sestřih

od DNA k proteinu

centrální dogma

replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců iniciační proteiny replikační počátky bohaté na A=T páry replikační vidličky oba směry vždy 5´ → 3´

replikace DNA vedoucí a váznoucí řetězec, Okazakiho fragmenty

replikace DNA syntéza RNA primeru syntéza Okazakiho fragmentu odstranění starého RNA primeru ligace

replikace DNA

replikace DNA

replikace DNA proteiny replikační vidličky helikáza  rozvolnění DNA DNA-polymeráza  syntéza, oprava chyb (107 chyb na pb) svírací protein  váže DNA-pol. na templát primáza  tvoří primer (RNA úsek) nukleáza  odstaňuje primery DNA-ligáza  spojení SSB proteiny – chrání volný váznoucí řetězec

replikace DNA u prokaryot – jediný počátek, vícenásobná u eukaryot – více počátků, odděleně

transkripce = přepis gen. info z DNA do RNA RNA–polymeráza (krabí klepeto) promotor, transkripční faktory terminální sekvence, t. proteiny jen jeden gen, více RNA–pol. najednou, hnRNA

transkripce https://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk http://www.dnalc.org/view/15510-Transcription-DNA-codes-for-messenger-RNA-mRNA-3D-animation-with-basic-narration.html

transkripce posttranskripční úpravy hnRNA → pre-mRNA methylgunosinová čepička a poly-A konec

transkripce posttranskripční úpravy pre-mRNA → mRNA sestřih intronů, ponechání exonů, alternativní sestřih

translace = překlad gen info z mRNA do sekvence AK probíhá na ribozomu velká a malá podjednotka proteiny a rRNA vazba mRNA vazebná místa pro tRNA vazba mRNA a tRNA triplety nukleotidů kodón a antikodón

translace start kodón AUG → methionin stop kodóny UAA, UAG, UGA

translace velká podjednotka ribozomu tři vazebná místa A (aminoacyl) P (peptidyl) E (end)